Wentylatory osiowe kanałowe

Mimo że kanałowe wentylatory osiowe to urządzenia o długiej tradycji stosowania, powinniśmy precyzyjnie dopasować je do wymagań danej instalacji. Źle dobrane parametry czy nieprawidłowy montaż mogą wpłynąć na działanie całego systemu.

Wentylatory osiowe kanałowe to proste urządzenia o ugruntowanej już pozycji na rynku oraz o szerokim spektrum zastosowania. W urządzeniach tego typu oś obrotu wirnika jest równoległa do kierunku przepływu tłoczonego powietrza. Przeznaczone są do wentylacji ogólnej, instalacji klimatyzacyjnej oraz oddymiającej w pomieszczeniach o charakterze użytkowym oraz przemysłowym. Wykorzystuje się je w instalacjach w budownictwie mieszkalnym, hurtowniach, magazynach, warsztatach, halach produkcyjnych, parkingach, lokalach handlowych, szklarniach itp.

Ważny: projekt

Aby system wentylacyjny, klimatyzacyjny lub oddymiający działały prawidłowo, należy pamiętać nie tylko o prawidłowym doborze wentylatora, ale także – kilku zasadach związanych z projektowaniem instalacji oraz montażem jej poszczególnych komponentów. Najefektywniejszy przepływ powietrza osiągniemy, jeśli na swojej drodze spotka ono jak najmniej przeszkód typu krawędzie, załamania, skręty czy przewężenia, które mogłyby powodować straty energii oraz wzrost głośności systemu. Dokonując zabudowy wentylatora, musimy zaś umożliwić łatwy dostęp w razie prac serwisowych lub obsługi.

W doborze odpowiedniego urządzenia pomogą nam z pewnością karty katalogowe poszczególnych producentów. Nie możemy zapomnieć, że opisane w nich charakterystyki wentylatorów czy parametry pracy są możliwe do osiągnięcia przy konkretnych, optymalnych warunkach aerodynamicznych po stronach napływu oraz wylotu z wentylatorów, czyli prawidłowo zaprojektowanej i wykonanej instalacji. Podstawową zasadą jest pozostawienie po stronie tłocznej i ssącej prostych odcinków kanałów o długości równej 2,5 × średnica wentylatora osiowego, inaczej może dojść do powstawania straty wydatku (np. w przypadku, gdy wentylator jest zabudowany zaraz za kolanem). Na tych odcinkach nie powinno się także stosować filtrów. Zwróćmy uwagę także na króciec elastyczny, większy o dwie wielkości od wentylatora, który poprawi napływ powietrza oraz warunki akustyczne. Zalecany jest również montaż złącz przeciwdrgających pomiędzy wentylatorem a kanałami wentylacyjnymi, które zapobiegną przenoszeniu drgań z urządzenia na inne konstrukcje. Jeśli powietrze płynie od przodu z komory lub z kanału o większej niż urządzenie średnicy, warunki napływu można poprawić poprzez zastosowanie większego króćca elastycznego oraz dyszy. W razie ryzyka tworzenia się skroplin, tzn. przy powietrzu o wysokiej wilgotności oraz zmiennej temperaturze, otwory do odprowadzania skroplin powinny być drożne i skierowane ku dołowi.

Budowa

W zależności od zastosowania wykorzystuje się wirniki budowane z różnych materiałów. Standardowym wykonaniem jest siedem profilowanych łopatek z tworzywa sztucznego (np. termoplastu wzmocnionego włóknem szklanym), inne materiały to także stal i aluminium – niezależnie od wykonania elementy powinny być odporne na uszkodzenia mechaniczne oraz promieniowanie UV. Wirniki z tworzywa przeznaczone są do pracy w temperaturze od ok. -30° do + 60° C (czy też -40° – +60° C; wentylatory w wykonaniu specjalnym są odporne na temperatury nawet +100), natomiast dla powietrza o wyższej temperaturze (np. w obiektach przemysłowych) poleca się wirniki metalowe. Niezależnie od materiału powinny charakteryzować się niską głośnością pracy (także pracą bezwibracyjną) oraz wysoką sprawnością. Z kolei obudowa wentylatora jest najczęściej wykonana z lakierowanej, ocynkowanej blachy stalowej, a silnika – z odlewu aluminiowego.

Do zadań specjalnych

Oprócz wentylatorów standardowych na rynku dostępne są urządzenia odpowiadające na indywidualne potrzeby instalacji. Są to np. urządzenia przeznaczone do systemów wentylacyjnych, w których silnik musi pozostawać poza strumieniem powietrza z powodu podwyższonej temperatury lub transportu zapylonego powietrza (wentylatory o napędzie pasowym). Producenci oferują również wentylatory osiowe kanałowe dedykowane do odciągów znad pieców czy też wentylatory rewersyjne przystosowane do pracy jako urządzenia nawiewne i wyciągowe, przeznaczone wyłącznie do zastosowań awaryjnych, pracy krótkotrwałej (do lokali handlowych, hal przemysłowych, magazynowych oraz obiektów użyteczności publicznej). Część nowoczesnych, wysokowydajnych wentylatorów osiowych w razie potrzeby również może pracować rewersyjnie. Specjalny przełącznik zwrotny pozwala na uzyskanie nawiewu albo wywiewu powietrza. Urządzenie pracujące odwrotnie charakteryzuje się jednak mniejszą wydajnością – o ok. 1/3.

Na wysokie temperatury muszą być odporne przede wszystkim urządzenia oddymiające. W tym przypadku obudowa wirnika jest najczęściej wykonana z blachy stalowej kwasoodpornej zwiniętej w kształcie rury, z przymocowanymi pierścieniami. Silnik elektryczny wraz z wirnikiem zamocowuje się na wsporniku umieszczonym wewnątrz obudowy. Wirnik osadza bezpośrednio na wale silnika i zabezpiecza zespołem krążka dociskowego z podkładką odginaną, również wykonaną z blachy kwasoodpornej. Z kolei kwasoodporna siatka ochrania wlot i wylot wentylatora. Wentylacja oddymiająca pozwala na usunięcie z danego miejsca objętego pożarem dymu oraz ciepła odprowadzając je do wywiewu oraz zapewnia nawiew kompensacyjny świeżego powietrza. Urządzenie mocuje się w pozycji pionowej, podwieszone pod sufitem przy pomocy wsporników montażowych wraz z tłumikami (w niektórych modelach) oraz wyposażeniem dodatkowym jak deflektory, które umożliwiają pokonywanie przez strumień odsysanego powietrza ewentualnych przeszkód, np. belek stropowych.

Standardowe wentylatory oddymiające nie mogą być stosowane w miejscach zagrożonych wybuchem, nie służą także do odsysania mediów zapylonych, agresywnych czy zawierających frakcje pyliste – zanieczyszczenia mogłyby osadzać się na łopatkach oraz korpusie, co w dalszej perspektywie doprowadziłoby do zakłócenia jego pracy. Do pracy w miejscach zagrożonych wybuchem, np. przy specjalistycznych odciągach w zakładach produkcyjnych, stosuje się urządzenia wyposażone w specjalny przeciwwybuchowy silnik elektryczny.

Kierunek przepływu

Przed zakupem wentylatora należy zadecydować o kierunku przepływu powietrza przez urządzenie (ssanie/tłoczenie przez silnik). Późniejsza zmiana kierunku przepływu jest oczywiście możliwa w większości wysokowydajnych urządzeń osiowych, jednak wymagana jest przy tym zmiana kierunku wirowania silnika przez przełożenie przewodów na listwie zaciskowej oraz ściągnięcie i odwrotne nałożenie wirnika. W niektórych urządzeniach może się to wiązać ze spadkiem wydajności nawet o 1/3.

Dobór wentylatora

Podstawowymi parametrami, które należy wziąć pod uwagę podczas doboru urządzenia są przede wszystkim: wydajność wentylatora (V), prędkość przepływu przetłaczanego medium (v), ciśnienie (p), temperatura przetłaczanego czynnika (T), skład przetłaczanego medium oraz poziom dźwięku (L). Wymaganą wydajność wentylatora bez problemu obliczymy, kierując się objętością wentylowanego pomieszczenia, przyjętą ilością wymian powietrza w ciągu godziny, zapotrzebowaniem na świeże powietrze (które uzależnione jest od ilości osób przebywających we wnętrzu oraz rodzaju wykonywanej przez nie pracy) oraz prędkością przepływu powietrza. Optymalna prędkość przepływu zależy z kolei od wymagań technologicznych procesu wentylacyjnego oraz od rodzaju dostarczanego z pomieszczenia lub odprowadzanego na zewnątrz medium. Przykładowo, według zaleceń Norm Europejskich, krotność wymian powietrza w kawiarni powinna wynieść 10–12, w biurze 4–8, a w zakładzie hutniczym aż 30–60. Z kolei zapotrzebowanie na świeże powietrze na osobę wykonującą pracę biurową wynosi 20–25 m3/h, a przy cięższej pracy fizycznej – 60 m3/h. Przy doborze urządzenia i projektowaniu instalacji należy uwzględnić poziom głośności wentylatora oraz hałasu wytwarzanego przez elementy kanałów, agregaty, kratki itp., szczególnie, jeśli prędkość powietrza jest zbyt duża. Za maksymalną, ale pozwalającą na uzyskanie odpowiednich warunków akustycznych uważa się ok. 7 m/s. W walce z decybelami może pomóc izolacja akustyczna kanałów wentylacyjnych oraz stosowanie tłumików hałasu.

Oprócz charakterystyki i parametrów pracy wentylatora istotne są także inne kryteria, jak budowa, rodzaj silnika oraz jego regulacja, zabezpieczenia, energochłonność, żywotność. Część producentów udostępnia programy komputerowe ułatwiające dobór, dzięki czemu z łatwością dostosujemy poszczególne parametry urządzenia do wymagań każdej instalacji.

Iwona Bortniczuk

Na podstawie materiałów firm: BSH, Istpol, Venture Industries, Konwektor